TECNOLOGIA

Tutti i retroscena della creazione dell'obiettivo
RF 100-300MM F2.8 L IS USM

Gli sviluppatori raccontano come hanno progettato e creato il super teleobiettivo più avanzato di Canon, che combina tutti i vantaggi di un obiettivo zoom con le qualità di un obiettivo a focale fissa f/2.8.
Quattro degli sviluppatori del modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM sono seduti a un tavolo, uno di loro tiene in mano una fotocamera con l'obiettivo montato.

"Quando si progetta qualcosa di completamente nuovo, è inevitabile imbattersi in ostacoli che fanno pensare: 'Ecco, ora capisco perché non è ancora stato fatto', afferma Makoto Hayakawa, capo del reparto di sviluppo/progettazione meccanica (al centro, con in mano un obiettivo). "Con l'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM abbiamo raggiunto il massimo livello di prestazioni ottiche, affidabilità, velocità dell'AF e precisione, tutto in un formato leggero. Siamo riusciti a ottenere una notevole riduzione del peso, senza compromettere le funzionalità".

Il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM è il primo obiettivo 100-300mm f/2.8 di Canon. Combina la versatilità di un obiettivo zoom con la velocità di messa a fuoco, la nitidezza e la qualità ottica di un obiettivo a focale fissa, con una veloce apertura massima di f/2.8 sull'intera portata dello zoom e uno stabilizzatore ottico d'immagine a 5.5 stop. Come obiettivo RF di punta della serie L, questo modello integra nuove tecnologie ed è progettato per supportare le più recenti funzionalità della fotocamera, tra cui le riprese ad alta velocità, il rilevamento e il tracking dei soggetti. Inoltre, cosa notevole, offre tutti questi vantaggi pur rimanendo l'obiettivo più leggero della sua categoria.

Come è stato progettato questo obiettivo avanzato, quali sfide hanno dovuto superare i suoi creatori e quali progressi tecnici sono stati compiuti per produrlo?

Abbiamo parlato con il team di progettazione e sviluppo che si nasconde dietro questo obiettivo, per scoprire la storia della sua creazione.

Sette persone, gli sviluppatori dell'obiettivo Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM, sono in piedi l'una accanto all'altra, con un uomo al centro che tiene in mano una fotocamera munita di obiettivo.

Gli sviluppatori dell'innovativo obiettivo Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM: Yuriyo Asami (Product Planning), Masato Katayose (Optical Design), Nobuyuki Nagaoka (Mechanical Design), Makoto Hayakawa (Chief of Development/Mechanical Design), Yumi Toyoda (Electronics/Firmware Design), Masaaki Igarashi (Design) e Ken Uraba (Manufacturing Technology).

Qual era l'obiettivo nello sviluppo di RF 100-300MM F2.8 L IS USM?

Yuriyo Asami: L'attuale obiettivo Canon EF 300mm f/2.8 L IS II USM viene utilizzato in vari contesti, tra cui la fotografia sportiva. Con i progressi del sistema Canon EOS R, abbiamo iniziato a prendere in considerazione lo sviluppo di un obiettivo RF che includesse la velocità elevata, la ridotta profondità di campo e i forti effetti di compressione tipici degli obiettivi 300mm f/2.8. Da qui l'idea di ampliare la gamma delle possibilità di ripresa con un teleobiettivo zoom f/2.8 che può essere impiegato per ogni tipo di fotografia.

Makoto Hayakawa: Inoltre, volevamo rispondere all'esigenza di un obiettivo con una lunghezza focale maggiore rispetto al modello RF 70-200mm F2.8 L IS USM, ma con un'apertura più rapida rispetto al modello RF 100-500MM F4.5-7.1 L IS USM. L'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM è nato dall'esigenza di ottenere prestazioni ottiche in grado di competere con quelle di un obiettivo a focale fissa in un formato leggero e compatto che ne consentisse il trasporto.

Abbiamo utilizzato la combinazione tra il modello EF 300mm f/2.8 L IS II USM e l'adattatore EF-EOS R come parametro di riferimento per la lunghezza, il peso e la qualità dell'immagine. L'obiettivo da solo pesa circa 2,35 kg. Partendo da questo dato, abbiamo aggiunto lo zoom 3x, fissato un peso limite di 2,6 kg, per facilitare la maneggevolezza durante le riprese a mano, e sviluppato le tecnologie una per una.

Una vista laterale dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM con l'involucro esterno reso trasparente all'estremità dell'attacco per mostrare i componenti interni.

Gli sviluppatori hanno ottenuto una riduzione delle dimensioni e un miglioramento della qualità dell'immagine grazie ad audaci innovazioni nella progettazione meccanica e ottica. L'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM è il primo con due nano USM per il controllo elettronico del meccanismo flottante di messa a fuoco e le gamme di azionamento della lente flottante e della lente di messa a fuoco sovrapposte. Si tratta di una decisione progettuale radicale che ha comportato una serie di difficoltà.

Come avete ottenuto un'elevata qualità d'immagine per tutte le gamme focali e le distanze di ripresa?

Masato Katayose: In termini di progettazione ottica, abbiamo ottenuto un'elevata qualità dell'immagine dal centro ai margini sfruttando il tiraggio ridotto dell'innesto RF e posizionando le lenti vicino all'innesto. Abbiamo utilizzato lenti doppie UD e in fluorite per ridurre l'aberrazione cromatica di ciascun gruppo di lenti, soprattutto per il teleobiettivo. Abbiamo collocato tre lenti UD vicino al diaframma, riducendo l'aberrazione cromatica al centro dell'immagine.

Per l'ultimo gruppo di lenti abbiamo utilizzato anche una lente asferica in vetro (GMo) dotata di ampia apertura. Questo è stato un fattore determinante per ridurre il numero di lenti e ottenere un'elevata qualità dell'immagine. Abbiamo progettato l'obiettivo in modo da ridurre completamente l'aberrazione cromatica e preservare la morbidezza dell'effetto bokeh dell'obiettivo 300mm f/2.8. Infine, per ridurre l'effetto ghosting, abbiamo utilizzato il rivestimento Air Sphere Coating (ASC) che garantisce un elevato effetto antiriflesso.

Hayakawa: Nella progettazione meccanica, abbiamo installato una nuova struttura a cuscinetti a sfera per sostenere l'anello del gruppo di lenti zoom, che si muove in avanti e indietro durante lo zoom. La struttura a cuscinetti a sfera elimina il tremolio e stabilizza la posizione delle lenti. In questo modo, anche se il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM è un obiettivo zoom, siamo riusciti a garantire prestazioni ottiche pari a quelle di un obiettivo a focale fissa.

Un tecnico che indossa guanti bianchi sta pulendo il sensore di una fotocamera Canon.

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Un uomo tiene in mano il prototipo del modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM e, davanti a lui, vi sono i prototipi di diversi componenti.

Masaaki Igarashi tiene in mano il prototipo del modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM e, davanti a lui, vi sono i prototipi di diversi componenti. "Il sistema Canon EOS R si basa sul concetto di 'Mount Core Design'", spiega, che fa dell' innesto RF il punto di partenza per la progettazione di obiettivi e fotocamere. Ad ogni modo, questo obiettivo ha richiesto numerose innovazioni. Ad esempio, osserva, "abbiamo progettato un nuovo anello centrale per l'innesto ampio dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM, così da ottenere un design bilanciato quando viene montato sulla fotocamera".

Mani che tengono parte del meccanismo dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM

"Per ridurre il peso dell'obiettivo, abbiamo fatto largo uso di leghe di magnesio", rivela Ken Uraba. "Grazie all'utilizzo di una combinazione di materiali compositi, abbiamo creato una struttura leggera che fosse anche resistente alle oscillazioni e agli urti per i componenti interni".

Per quanto riguarda il design meccanico, potete parlarci del miglioramento della messa a fuoco automatica?

Nobuyuki Nagaoka: Abbiamo utilizzato il controllo elettronico del meccanismo flottante di messa a fuoco con due unità nano USM, che sono state utilizzate in altri teleobiettivi RF della serie L. Le unità nano USM offrono un controllo eccellente, sono molto silenziose e sono adatte sia per le riprese video sia per le foto. A mio avviso, abbiamo raggiunto il massimo livello in termini di velocità e precisione della messa a fuoco automatica, oltre che di prestazioni ottiche.

Abbiamo anche implementato un design ottico in cui le gamme di azionamento della lente di messa a fuoco e della lente flottante si sovrappongono. Trattandosi di un progetto senza precedenti, all'inizio non sapevamo se fosse possibile.

Yumi Toyoda: Per la progettazione dell'elettronica/firmware, ci è stato affidato il compito di creare un sistema di controllo che evitasse le interferenze tra le lenti di messa a fuoco e quelle flottanti. Per azionare le lenti che utilizzano due nano USM con maggiore precisione, abbiamo migliorato l'algoritmo di controllo in modo da consentire il controllo di un gruppo complesso di lenti.

Rappresentazione in sezione dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM che mostra la sua resistenza agli agenti atmosferici

Come obiettivo Canon della serie L, il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM presenta un'avanzata resistenza agli agenti atmosferici, alla polvere, all'umidità e dispone di un'elevata resistenza meccanica agli urti. Inoltre, è dotato dell' iconica finitura termica bianca di Canon, che previene il surriscaldamento dell'obiettivo anche durante le lunghe riprese sotto il sole.

Due sviluppatori del modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM sono seduti a un tavolo, con l'obiettivo davanti a uno e parte del suo meccanismo davanti all'altro.

L'ottimizzazione delle prestazioni dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM, in particolare il miglioramento della stabilizzazione dell'immagine, ha rappresentato una sfida sia per la progettazione meccanica sia per quella elettronica. "Non è stato facile creare un algoritmo di controllo ottimale per sfruttare le caratteristiche del sensore giroscopico all'interno dell'obiettivo", spiega Yumi Toyoda. "Siamo riusciti a realizzare uno stabilizzatore d'immagine ad alte prestazioni attraverso il controllo coordinato con la fotocamera sull'intera portata dello zoom, grazie alla comunicazione ad alta velocità tra fotocamera e obiettivo".

E per quanto riguarda la stabilizzazione dell'immagine?

Nagaoka: Lo stabilizzatore d'immagine presente nell'obiettivo EF 400mm f/2.8 L IS III USM ha rappresentato il riferimento per il nostro progetto. Abbiamo sviluppato un nuovo attuatore ottimizzato per il peso e la quantità di movimento dei gruppi mobili dell'obiettivo, uno dei livelli più elevati mai raggiunti, per controllare in modo reattivo la stabilizzazione dell'immagine. Il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM raggiunge da solo una stabilizzazione dell'immagine a 5.5 stop, che arriva fino a 6 stop se combinato con la stabilizzazione dell'immagine integrata nella fotocamera (IBIS).

Toyoda: Grazie al controllo coordinato della stabilizzazione dell'immagine è stato possibile rilevare e correggere con precisione le informazioni relative al tremolio della fotocamera e dell'obiettivo. Si basa sui sensori giroscopici della fotocamera e dell'obiettivo, oltre che sul sensore di accelerazione della fotocamera e sulle immagini in modalità Live View. Per rilevare le oscillazioni a bassa frequenza, come il movimento del corpo quando si scatta a mano libera, abbiamo dotato l'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM di un design più resistente alle oscillazioni a bassa frequenza.

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Il controllo coordinato sfrutta, inoltre, gli sviluppi tecnici della fotocamera, giusto?

Toyoda: Esatto. Soprattutto con l'innesto RF, la velocità di comunicazione tra la fotocamera e l'obiettivo è stata notevolmente migliorata e, rispetto all'innesto EF, la quantità di informazioni è aumentata notevolmente. Le informazioni su messa a fuoco, zoom, apertura, aberrazioni dell'obiettivo e informazioni sulla stabilizzazione dell'immagine vengono scambiate istantaneamente.

Uno sviluppatore tiene in mano parte del meccanismo interno dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM mentre l'obiettivo completo, montato a una fotocamera, si trova sul tavolo di fronte a lui.

Una delle principali finalità del design ottico era quello di ottenere il bokeh morbido tipico degli obiettivi f/2.8. L'apertura a nove lamelle del modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM esalta al meglio i dettagli e le aree sfocate, mentre una lente asferica, insolita in un super teleobiettivo, lavora in sinergia con gli elementi UD e in fluorite per offrire dettagli incredibili e una riduzione dell'aberrazione cromatica e degli effetti ghosting e flare.

Un fotografo che indossa una casacca fluorescente porta su una spalla una fotocamera con l'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM.

Il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM è l'obiettivo più leggero della sua gamma. Grazie alla versatile portata dello zoom, resa ancora più potente dalla compatibilità con gli extender Canon RF 1.4x e RF 2x, è stato progettato per offrire ai professionisti una soluzione "tutto in uno" leggera e molto più facile da trasportare, rispetto a una borsa piena di obiettivi a focale fissa che coprono le stesse esigenze.

Come avete ottenuto una riduzione così significativa delle dimensioni e del peso rispetto ad altri super teleobiettivi zoom?

Nagaoka: Il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM è dotato di due nano USM ad azionamento lineare. I nano USM migliorano la fluidità dei movimenti alternati e la struttura meccanica dell'azionamento della messa a fuoco è stata semplificata, contribuendo a ridurre il peso e le dimensioni.

Katayose: In termini di design ottico, posizionando tre lenti convesse consecutive accanto all'elemento frontale, abbiamo ridotto il più possibile il diametro delle lenti che procedevano. Abbiamo ridotto il numero di lenti utilizzando lenti asferiche in vetro (GMo) ad ampia apertura. Nella scelta dei materiali di vetro abbiamo tenuto conto del peso specifico oltre che delle caratteristiche ottiche e abbiamo lavorato per ridurre lo spessore delle lenti concave, il che ha consentito di migliorare la qualità dell'immagine e di ridurre notevolmente il peso.

Ken Uraba: Per quanto riguarda la lavorazione delle lenti, abbiamo sfruttato appieno la nostra esperienza, compresa la tecnologia di lavorazione ad alta precisione per lenti asferiche ad ampia apertura presso lo stabilimento di Utsunomiya. Migliorare l'accuratezza della superficie delle lenti concave, assottigliate fino a raggiungere il limite di lavorazione, ha contribuito in modo significativo alla riduzione del peso e al miglioramento della qualità dell'immagine.

Una mano accanto ai comandi sul lato del corpo dell'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM.

Il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM è il primo super teleobiettivo zoom dotato della ghiera di controllo che gli utenti apprezzano sugli obiettivi RF a focale fissa. La ghiera può essere personalizzata per controllare apertura, velocità dell'otturatore, ISO e compensazione dell'esposizione. Per la progettazione di tutti gli elementi, dal posizionamento dei pulsanti e delle ghiere, alle texture e ai dettagli dell'involucro esterno, abbiamo messo al primo posto ergonomia e facilità d'uso, per garantire un'impugnatura e un utilizzo confortevoli.

Foto scattata con Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM di un giocatore di ping pong immortalato subito dopo aver colpito la pallina, con una sfocatura in primo piano

"Riducendo il peso dell'obiettivo di messa a fuoco, abbiamo potuto utilizzare il nano USM al posto del precedente USM ad anello, offrendo così un controllo più rapido della messa a fuoco", spiega Toyoda. "Inoltre, dal momento che anche la velocità dei fotogrammi per gli scatti continui è sempre più elevata, abbiamo migliorato gli algoritmi di controllo dell'azionamento del nano USM". Scatto realizzato con Canon EOS R3 e obiettivo Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM a 300 mm, 1/4000 s, f/2.8 e ISO 6400.

In che modo la riduzione del peso è correlata alla facilità d'uso, alla robustezza e all'ergonomia?

Asami: Anche se diciamo che l'obiettivo è più leggero e più compatto, penso che gli utenti siano in grado di capire la differenza tra il peso numerico e la maneggevolezza dell'obiettivo. Per questo motivo ci siamo concentrati sulla creazione di un obiettivo che fosse leggero e facile da usare mentre si tiene in mano la fotocamera.

Masaaki Igarashi: Il posizionamento del pulsante di preimpostazione delle funzioni dell'obiettivo e della messa a fuoco è stato considerato con molta attenzione, per determinare la posizione ottimale in cui la punta delle dita della mano destra lo raggiunge senza problemi e facilitarne l'utilizzo.

Un fotografo che indossa una casacca fluorescente utilizza un modello Canon EOS R3 con obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM montato su un monopiede.

"Per il modello RF 100-300MM F2.8 L IS USM abbiamo posto l'accento sulla stabilità in termini di baricentro e robustezza", afferma Hayakawa. "Ecco perché abbiamo deciso di rendere il corpo dell'obiettivo interamente fisso. Inoltre, abbiamo regolato la posizione dell'anello di attacco del treppiede per fare in modo che il centro di gravità fosse più vicino alle mani dell'utente invece che il punto di appoggio del monopiede, quando si scatta con un monopiede".

Scatto d'azione realizzato con Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM di due calciatori, uno con la maglia blu e uno con la maglia rossa, che si scontrano mentre il primo calcia il pallone.

"Abbiamo lavorato per migliorare la precisione del tracking della messa a fuoco durante lo zoom", spiega Toyoda. "Abbiamo migliorato il metodo di allineamento per il controllo del tracking, in modo da correggere automaticamente messa a fuoco e mantenerla costante anche in caso di movimento. In questo modo, siamo stati in grado di garantire elevate prestazioni di tracking della messa a fuoco sull'intera portata dello zoom". Inoltre, dal momento che l'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM supporta la correzione del focus breathing installato sul corpo della fotocamera, è in grado di ridurre le variazioni dell'angolo di campo quando si sposta la messa a fuoco durante le riprese video". Scatto realizzato con Canon EOS R3 e obiettivo Canon RF 100-300MM F2.8 L IS USM a 200 mm, 1/2700 s, f/2.8 e ISO 250.

Quali sono le nuove possibilità di ripresa offerte da tutte queste novità?

Asami: Grazie ai miglioramenti in termini di portabilità e flessibilità, ci aspettiamo che i fotografi utilizzino l'obiettivo per il fotogiornalismo e la fotografia naturalistica, oltre che per immortalare i principali tornei sportivi.

Hayakawa: Inoltre, l'obiettivo RF 100-300MM F2.8 L IS USM può essere utilizzato per riprese a 140-420 mm con Canon Extender RF 1.4x e per riprese a 200-600 mm con Canon Extender RF 2x. La possibilità di utilizzare gli extender ridurrà notevolmente il peso e le dimensioni dei set di obiettivi che gli utenti devono trasportare, facilitando gli spostamenti.

Ritenete di aver raggiunto gli obiettivi che vi eravate prefissati con questo obiettivo?

Asami: Penso che i fotografi professionisti e i fotoamatori di alto livello saranno soddisfatti dell'obiettivo che abbiamo creato. Spero che gli utenti prendano in mano l'obiettivo e si rendano conto fin da subito dei progressi compiuti in ogni minimo dettaglio, grazie ai quali potranno ampliare ulteriormente le possibilità di ripresa.

Peter Wolinski & Sarah Bakkland

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